宇宙为何膨胀?这套复杂的模拟或许能够揭开暗能量的秘密

最近,科学家们基于爱因斯坦的广义相对论研发出一套研究宇宙的新方法,这将帮助研究人员更加精准地研究宇宙的演化。

 |  三体迷

宇宙对于我们来说永远都是一个谜!也许就算人类如何努力地去探索,也无法认清宇宙的面貌。但是探索永无止境,就算最终沦落为科学上的西西弗斯又何妨。最近,科学家们基于爱因斯坦的广义相对论研发出一套研究宇宙的新方法,这将帮助研究人员更加精准地研究宇宙的演化。

这是一套被命名为“gevolution”的数字模拟代码,由瑞士日内瓦大学的科学家所开发,其中结合了时空的旋转与引力波的振幅等最前沿的因素。这套算法使得研究人员能够更加精确地模拟宇宙是如何膨胀的,并且他们宣称有朝一日能够让隐藏在宇宙膨胀背后的暗能量现形!

早在上个世纪,人类就发现了宇宙在一直膨胀,哈勃红移让人类困惑不已。科学家们一直以来都致力于研究宇宙的组成与演化,他们相信暗能量是推动宇宙加速膨胀的神秘力量,并且这股神秘的力量大约占据了我们整个宇宙的70%,剩下的部分则由暗物质和常规物质构成。

早先对宇宙结构形成的数字模拟主要集中在牛顿引力模型,在这类的模拟中,空间本身是静态的,不会发生变化的。当模拟物质在其中缓慢运动时,这种方法的精度还有保证,但是当模拟物质在其中高速运动时,计算结果就要失真了。而且这套数字模拟还未将暗能量的波动考虑进去。

以物理学家Ruth Durrer为首的研究人员研发出了一套新的方法用以更加精确地模拟宇宙结构的形成。根据爱因斯坦的广义相对论,gevolution所模拟的宇宙时空是动态的,持续变化的。研究人员构建了一个立方空间,该空间由600亿个单元组成,其中每个单元都包含了一颗粒子,他们将这些单元类比为星系的组成部分。然后借助瑞士超级计算机中心的超级计算机和LATfield2图书馆,研究人员观测了这些粒子的运动情况,并用爱因斯坦方程进行相关计算。一旦gevolution获得最终的模拟结果,研究人员就能够将其与之前牛顿引力模型的结果进行对比,并分析出其中的不同。

这是研究人员首次将时空的可变性和引力波考虑进宇宙结构形成的模型中。研究人员称,这为我们研究宇宙的膨胀与演化提供了新的方法,并可能有助于我们找到神秘的暗物质的线索!

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